Op 5 september 2012 presenteerden 442 wetenschappers via 30 wetenschappelijke artikelen de voorlopige resultaten van het ENCODE-project (Encyclopedia of DNA Elements). Het doel van het project is alle functionele elementen in het menselijk genoom in kaart te brengen. En de resultaten zijn spectaculair!

OORSPRONGSDISCUSSIE
Het is goed om te weten dat de functionaliteit van het genoom van groot belang is voor de oorsprongsdiscussie. Als het grootste deel van het genoom inderdaad troep is, spreekt dat sterk in het voordeel van de evolutietheorie. Hierin wordt namelijk uitgegaan van een opeenstapeling van gunstig uitvallende kopieerfouten. Er zal dan ook veel onnuttig materiaal worden aangetroffen, is de verwachting. Aan de andere kant: het scheppingsmodel voorspelt een grotendeels functioneel genoom. Een grotendeels functioneel genoom zou een extra energiestoot voor het scheppingsmodel betekenen.

In 1958 formuleerde Francis Crick voor het eerst het zogenaamde Centrale Dogma: DNA maakt RNA maakt eiwit. DNA is een digitale informatiedrager. Het wordt voorgesteld als een lange streng lettertjes die in een specifieke volgorde staan. Stukjes van die informatie worden gekopieerd naar RNA-moleculen. De informatie op het RNA wordt vervolgens gebruikt om eiwitten te maken. En eiwitten zijn de machientjes die het meeste werk in de cel verrichten. De stukken van het genoom (dat is de verzameling van al ons DNA) die voor eiwitten coderen, worden genen genoemd.

Vreemd

DNA.pixabay

“Eiwitcoderende genen beslaan slechts 2% van het genoom. Onder andere omdat er voor de rest van het genoom maar weinig functies bekend waren, gingen evolutionistische biologen ervan uit dat het overgrote deel van het genoom, misschien wel 95%, functieloze troep is. Dat noemden ze Junk-DNA.”

Maar er was iets vreemds aan de hand: eiwitcoderende genen beslaan slechts 2% van het genoom. Onder andere omdat er voor de rest van het genoom maar weinig functies bekend waren, gingen evolutionistische biologen ervan uit dat het overgrote deel van het genoom, misschien wel 95%, functieloze troep is. Dat noemden ze Junk-DNA. In zijn boek Het grootste Spektakel ter Wereld schrijft evolutionist Richard Dawkins dat ‘het grootste deel van het genoom (95% in het geval van de mens) er net zo goed niet zou hoeven zijn.’ Maar is het echt zo dat 95% van het materiaal troep is? Dat klinkt niet best voor het scheppingsmodel…

De afgelopen 20 jaar heeft moleculair onderzoek steeds meer functies aan het licht gebracht voor verondersteld ‘Junk-DNA’. Het idee dat alleen eiwitcoderende genen functioneel zouden zijn is allang achterhaald. Het recentste hoogtepunt in dit onderzoek is het werk van ENCODE. In het oog springende uitkomsten van dit onderzoek zijn:

  1. Zo’n 3% van het genoom codeert (via RNA als tussenstap) voor eiwit. Maar een veel groter deel wordt naar RNA gekopieerd zonder vervolgens naar eiwit te worden vertaald. In totaal wordt maar liefst driekwart van het genoom naar RNA gekopieerd. Het maken van RNA kost energie, dus dat doen cellen niet voor niets.
  2. Hoewel eiwitcoderende genen maar 3% van het genoom beslaan, houdt een groter deel van het genoom zich bezig met de regulatie van waar en wanneer welke genen worden geactiveerd. Het genoom zit werkelijk stampvol regulerende elementen. Zo kunnen eiwitten aan het DNA hechten en op die manier de activiteit van genen besturen. In totaal zijn er op het DNA 636.336 bindingsplaatsen gevonden waar eiwitten kunnen hechten. Bij elkaar beslaan die 8.1% van het genoom. Men verwacht dat dit percentage nog kan verdubbelen naarmate toekomstig onderzoek meer bindingsplaatsen aan het licht brengt.
  3. DNA is een lineaire streng nucleotiden, dus zou je denken dat het alleen 1-dimensionele informatie bevat (de volgorde van de nucleotiden). Maar opmerkelijk genoeg bevat het ook driedimensionele informatie. Dat komt doordat het DNA fysieke verbindingen met zichzelf aangaat. De plaatsen op het DNA waar gestart wordt met het maken van RNA-kopieën van genen, worden transcription start sites
    (TSS) genoemd. Die TSS’en staan in verbinding met ‘distale elementen’ die de activiteit van de genen beïnvloeden. Maar het is niet simpelweg één distaal element voor één TSS: gemiddeld gaat een distaal element de interactie aan met 2,5 TSS’en, en een gemiddelde TSS kan een verbinding aangaan met 3,9 distale elementen. Hierdoor ontstaan hoogcomplexe regulatoire netwerken.

Al met al denken de onderzoekers dat aan 80 procent van het genoom een functie kan worden toegeschreven. Dat komt spectaculair dicht bij de verwachtingen vanuit het scheppingsmodel: een oorspronkelijk zeer functioneel genoom met sindsdien een beetje degeneratie.

VEEL JUNK VERSUS VEEL FUNCTIONALITEIT
Om de volgende vier redenen spreekt het in het voordeel van de evolutietheorie als het genoom inderdaad grotendeels ‘junk’ is. Een hoge mate aan functionaliteit bevestigt juist het scheppingsmodel:

1. Genduplicatie – Evolutionistische hypothese voorspelt veel pseudogenen

Volgens een evolutionistische hypothese die in 1970 door bioloog Susumo Ohno werd voorgesteld, speelt genduplicatie een belangrijke rol in de evolutie. Als een gen wordt verdubbeld, kan één kopie de oorspronkelijke functie blijven vervullen, zodat de andere kopie vrijelijk kan muteren (en zo een nieuwe functie kan verkrijgen). Natuurlijk zouden de meeste van die vrij muterende genen nooit een nieuwe functie verkrijgen en dus vervallen tot functieloze pseudogenen. De hypothese van Ohno voorspelt dus het bestaan van een zeer groot aantal pseudogenen.

2. Degeneratie – Als er geen junk-DNA is, is er degeneratie

Tussen de jaren ’50 en ’70 werd duidelijk dat er zoveel nadelige mutaties plaatsvinden dat degeneratie op termijn onvermijdelijk is (tenzij een groot deel van die mutaties plaatsvindt in gebieden van het genoom die toch niet functioneel zijn). Om ondanks de vele nadelige mutaties toch nog in opwaartse evolutie te kunnen blijven geloven, kwam het dus goed uit te veronderstellen dat de 95 tot 99% van het genoom dat niet voor functionele genen codeert nagenoeg functieloos is, en mutaties in die gebieden dus onschuldig zijn.

3. Dezelfde mutaties – Gedeelde mutaties in functieloosheid pleit voor gezamenlijke afstamming

Een belangrijk argument voor evolutie is dat verschillende soorten vaak treffende overeenkomsten hebben in niet-functionele delen van het genoom. Zo lijken mensen en chimpansees soms dezelfde mutaties te hebben in pseudogenen. Dat is goed verklaarbaar als deze mutatie geërfd zijn van een gezamenlijke voorouder. Dit argument leunt sterk op de aanname dat die delen van het menselijk DNA inderdaad functieloos zijn.

4. Potentieel functioneel – Een intelligente Ontwerper zou geen troep maken

Als het leven gemaakt is door een intelligente Ontwerper, zou je niet verwachten dat het merendeel van het genoom nutteloze troep is. Dan zal al het DNA ten tijde van de schepping op zijn minst in potentie functioneel zijn geweest (het genoom zou veel ‘reserve-DNA’ kunnen bevatten dat alleen onder bepaalde omstandigheden een functie vervult). Sinds de schepping kan er natuurlijk veel degeneratie zijn opgetreden, maar nog steeds zal het overgrote deel van het genoom een nuttige rol spelen.

Dit artikel werd met toestemming overgenomen uit Weet Magazine. De volledige bronvermelding luidt: Borger, P, Jorritsma, R.N., 2012, Junk-DNA in de prullenbak? Recent onderzoek bevestigt voorspelling scheppingsmodel, Weet 18: 30-31 (PDF).

LEUK ARTIKEL?
Bent u blij met dit artikel? Het onderhoud en de ontwikkeling van deze website vragen financiële offers. Zou u ons willen steunen met een maandelijkse bijdrage? Dat kan door ons donatieformulier in te vullen of een bijdrage over te schrijven naar NL53 INGB000 7655373 t.n.v. Logos Instituut. Logos Instituut is een ANBI-stichting en dat wil zeggen dat uw gift fiscaal aftrekbaar is.

Peter Borger

Written by , en

Peter Borger is moleculair bioloog, specialist in signaaltransductienetwerken en genregulatie-systemen, tevens auteur van Terug naar de Oorsprong. Hij is één van de grensverleggende wetenschappers binnen de nieuwe biologie. Daarin staat onder meer centraal dat soortenvorming daadwerkelijk plaatsvindt, omdat het genoom daarvoor is geprogrammeerd, maar dat alle verschillende soorten niet allemaal dezelfde voorouder hebben. Ook wordt vanuit deze tak van de biologie duidelijk dat er geen genetische informatie-toename nodig is om nieuwe soorten voort te brengen. Alle informatie om nieuwe soorten te vormen was reeds aanwezig in het genoom vanaf de tijd dat de oervormen werden geschapen.

14 Comments

JW

Inderdaad heeft het ENCODE consortium laten zien dat het grootste deel van het humane genoom op een een of andere manier niet inert is.

Hoewel dit artikel in 2012 is geschreven, is het nu (nog) 2015. Zie:
1) http://m.gbe.oxfordjournals.org/content/early/2013/02/20/gbe.evt028.full.pdf
2) http://www.pnas.org/content/111/17/6131

Wellicht leuke aanvullingen voor de lezers, aangezien hierin de resultaten van het ENCODE in ander perspectief gezet worden dan dat hier in dit artikel gesuggereerd wordt.

Reply
Peter

Lees vooral het artikel van Kellis et al:
http://www.pnas.org/content/111/17/6131
Dat is van het ENCODE consortium zelf, en ze hebben hun claim ‘80% van het menselijk genoom is functioneel’ ingeslikt. De ENCODE onderzoekers vermijden nu een getal te noemen: ze cirkelen nu om 15% functioneel.

Reply
peter b

Er is sinds 2012 grote druk vanuit de Darwinistische hoek om de data van ENCODE te bagatelliseren. Men weet dat hoe groter het functionele deel van het genoom is, des te onwaarschijnlijker Darwinistische evolutie wordt. De meeste kritiek komt van atheisten, overigens, die de Darwinistische evolutie nodig hebben om de biologie te verklaren. Dr. Dan Graur, een van die atheisten, verwoordde het als volgt:

“Als de Encode data waar zijn, dan is evolutie onwaar.”

Encode toonde dat 80% van het genoom een of andere functionele interactie aangaat. Dat getal staat nog steeds en hoeft niet te worden herroepen. Het percentage hangt achter sterk af van hoe men functionaliteit definieert. De 15% van hierboven refereert naar eiwit-DNA interacties, maar het grootste deel van de interacties bestaat uit DNA-RNA interacties.

Mijn Japanse collega’s toonden onlangs dat SINEs en LINEs, dat zijn repeterende DNA sequenties, regulator sequenties zijn waarmee middels triplex DNA-RNA interacties DNA gecondenseerd wordt. Het is een epigenetisch regulatiemechanisme.

Omdat 45% van het genoom uit deze sequenties bestaat, is het genoom dus minimaal 45% functioneel. De rest volgt nog wel als we dieper en gedetailleerder kijken. De term Junk DNA werd 50 jaar geleden bedacht vanuit onwetendheid betreffende de moleculaire biologie. Anno 2016 weten we beter.

Daarmee is niet gezegd dat het genoom 100% functioneel is, want in een gevallen wereld mogen we eveneens een ophoping van kapot DNA (en van duplicaties van variatie-inducerende genetische elementen) verwachten die niet door natuurlijke selectie kunnen worden verwijderd.

(…)

Peter

Peter b, lees eerst het artikel van Kellis et al in PNAS, boven aangehaald. Dat is van de ENCODE onderzoekers: ENCODE heeft zijn claim ingeslikt. Je kunt je positie daarom niet handhaven.

Als je Japanse collega’s iets interessants aantoonden dat hiervoor relevant zou zijn, kun je dan hun publicatie noemen in plaats van het bij een vage verwijzing te laten?

Ik zie ook dat Peter B zich nu realiseert dat hij junk-DNA helemaal niet hoeft te bestrijden! Junk DNA is immers een voorspelling in zijn eigen baranoom theorie! Bij het differentiëren van baranomen na vermoedelijk 100% functioneel DNA in de beesten van de Ark, gaat immers DNA verloren. Dan komt er “een ophoping van kapot DNA (en van duplicaties van variatie-inducerende genetische elementen) verwachten die niet door natuurlijke selectie kunnen worden verwijderd.” Als we dat meenemen, welke voorspelling van het scheppingsmodel is dan bevestigd door ‘recent onderzoek’, zie kop van dit artikel?

Reply
peter b

Het stuk van mijn Japanse collega is submitted en kan ik niet linken.

Verval van genomen komt voort uit redundantie, Peter. Een variatie-inducerend genetisch element is redundant en er staat geen selectiedruk op. Lees nog even dit stuk over redundancy theory:

https://creation.com/images/pdfs/tj/j22_2/j22_2_79-84.pdf

Het is gebleken dat een groot deel van de eiwitcoderende genen redundant is, o.a. omdat ze functioneren in netwerken en niet als lineaire systemen. Maar ook omdat er met redundante genen heel snel variatie is te genereren middels Mendels genetica.

Denk aan een sexueel reproducerend organisme… alle informatie is in tweevoud aanwezig. Alle genen zijn an sich redundant (!) want er is een backup en er bestaat geen mechanisme om een accumulatie van mutaties tegen te gaan. Immers, selectie kan enkelvoudig kapotte genen niet zien, vanwege de backup.

Vanuit de redundancy hypothese kun je dus verval van genomen verwachten. We zullen dus kapotte genen aantreffen en duplicaties van SINEs/LINEs en andere verspringbare genertische elementen.

Let wel, de eerste biologische wet is die welke ik beschreef in mijn boek:

“Nothing in biology makes sense except in the light of reproduction.” Zolang er kan worden gereproduceerd en nageslacht kan worden geproduceerd mag het genoom vervallen. In de mens zien we dat in de vorm van honderden pseudogenen en 15000 afwijkingen die op een Mendelse wijze overerven.

Lees ook Sanfords boek Genetic Entropy – The mystery of the Genome.

peter b

Het PNAS artikel is inderdaad van een aantal Encode wetenschappers, inclusief spokesman Ewan Birney. Ze concluderen:

“Our results reinforce the principle that each approach provides complementary information and that we need to use combinations of all three to elucidate genome function in human biology and disease.”

Daarmee weerleggen ze:

“The biochemically active regions cover a much larger fraction of the genome than do evolutionarily conserved regions, raising the question of whether nonconserved but biochemically active regions are truly functional.”

Functionaliteit staat dus los van “evolutionary conserved-heid”, en dat weet ik al sinds de term redundancy in de biology werd geintroduceerd.

Daarmee is opnieuw selectie-theorie weerlegd. We vinden namelijk overal functionele edoch redundante en niet-essentiele DNA sequenties in de genomen. Dat zijn zeer sterke aanwijzingen voor frontloading theorie.

Reply
peter

Peter B, je twee citaten zijn uit het abstract, en zijn geen weerlegging van elkaar. Lees nu even het hele artikel.

Zoals duidelijk staat in het artikel van Kellis, ‘biochemically active’ is niet hetzelfde als ‘functioneel’.
“In short, although biochemical signatures are valuable for identifying candidate regulatory elements in the biological context of the cell type examined, they cannot be interpreted as definitive proof of function on their own”

En:
“Our analysis revealed a vast portion of the genome that appears to be evolving neutrally according to our metrics, even though it shows reproducible biochemical activity, which we previously referred to as “biochemically active but selectively neutral” (68).

Frontloading staat hier totaal buiten. Mooi dat Peter B nu erkent dat er verval van genomen is! Dus is er junk DNA, en kan dat niet in de prullenbak. Dus de vraag blijft: welke voorspelling van het scheppingsmodel is dan bevestigd door ‘recent onderzoek’, zie kop van dit artikel?

peter b

Beste Peter,

Ik raad je toch echt opnieuw aan mijn boek te lezen en dan met name de hoofdstukken over redundancy. [Terug naar de oorsprong (red.)]

Het probleem is dat functionaliteit door o.a. Dan Graur Darwinistisch wordt gedefinieerd. Ze includeren concepten als “geconserveerde sequenties” en “selectie”.

Het biologische feit wil dat deze Darwinistische benadering alle functionele sequenties mist die 1) uniek zijn, 2) redundant zijn, 3) geen meetbare functie hebben in knock-out experimenten.

Als je het PNAS stuk van de Encode wetenschappers goed leest dan stelt het dat de Darwinstisch-functionele benadering slechts eentje is van meerdere. Het is een reactie op het stuk van Dan Graur en zijn vrienden.

Dat een groot deel zich neutraal gedraagt, zegt natuurlijk ook niks over functionaliteit, maar eerder iets over redundantie. De afwezigheid van selectie, dus. Er zijn immers ook tientallen – duizenden tRNA genen die zich neutraal gedragen. Het is backup en kan wel degelijk als bewijsvoering dienen voor frontloading (hoewel je mij dat niet hoort beweren). Ik neem liever de unieke, niet essentiele delen van het genoom als bewijsvoering voor frontloading. Ik beprak dit alles reeds in mijn boek, 7 jaar geleden.

Je kunt de functie van redundante genen en sequenties niet bestuderen binnen het Darwinistische paradigma. Als je denkt dat het wel kan leg dat dan eens uit…

Selectie is overigens een onderdeel van de frontloading theorie. Er is geen creation scientists die het bestaan ervan ontkent. Wereldwijd zijn we op weg naar een (…) frontloading-bio-information-theory waarbinnen selectie de plaats krijgt die het toebehoord.

Peter: “Mooi dat Peter B nu erkent dat er verval van genomen is!”

Inderdaad, Peter!

Lees ook:

http://www.amazon.com/Genetic-Entropy-Mystery-Genome-Sanford/dp/1599190028

Reply
Peter

Dus de vraag blijft: welke voorspelling van het scheppingsmodel is dan bevestigd door ‘recent onderzoek’, zie kop van dit artikel?

Dit artikel stelt:

“Het scheppingsmodel voorspelt een grotendeels functioneel genoom. Een grotendeels functioneel genoom zou een extra energiestoot voor het scheppingsmodel betekenen.”

Terwijl Peter B stelt (ook vanuit het scheppingsmodel):

“Vanuit de redundancy hypothese kun je dus verval van genomen verwachten. We zullen dus kapotte genen aantreffen en duplicaties van SINEs/LINEs en andere verspringbare genertische elementen.” en “We vinden namelijk overal functionele edoch redundante en niet-essentiele DNA sequenties in de genomen” en erkent hij verval van genomen.

Wat voorspelt het scheppingsmodel nu precies? Junk DNA?

Als je het PNAS stuk van de Encode wetenschappers goed leest zie je dat ze ‘80% functioneel’ hebben ingeslikt. Zoals meer biochemici hadden ze het verschil tussen biochemisch actief en biologisch functioneel niet door.

Reply
peter b

Peter,

ENCODE toonde aan dat 80% van het genoom een of ander biochemische interactie aangaat. Dat definieren zij als functioneel. En dat mag, want interacties aangaan is de functie van biomoleculen. Of er daadwerkelijk een selectief voordeel mee samenhangt, of geconserveerd wordt in de sequenties van het genoom (…) hoeft niet het geval ze zijn. Een enkel eiwit kan honderden interacties aangaan. Die hoeven echter niet alle evolutionair-darwinstisch functioneel te zijn. Het probleem ligt (…) bij het standaard paradigma, waarbinnen functionaliteit conservering en selectie behelzen.

Het geschapen oergenoom (door mij baranoom genoemd) was grotendeels (wellicht 100%) functioneel maar bevatte tevens een grote mate aan redundantie. De tweevoudig aanwezige chromosomen in alle cellen zijn hiervoor het beste voorbeeld, maar ook repeterende sequentie en variatie-inducerende genetische elementen dragen eraan bij. Zoals je weet kan natuurlijke selectie redundanties niet vrijwaren van mutaties.

Daarom mogen we verwachten dat er nu -op dit moment- wel degelijk functieloze DNA sequenties bestaan (jij noemt het junk-DNA), maar ook dat het grootste deel van het geschapene nog steeds functioneel is. Dat is wat ENCODE toonde na slechst een handvol celtypen te hebben bestudeerd. Als men meer organene en celtypen includeert, en daarmee zijn ze nu bezig, zul je zien dat het percentage junk DNA verder teruggaat. Dat is een voorspelling vanuit het creation-science framework.

De voorspelling vanuit het standaard paradigma (98% junk DNA) werd zonder enige twijfel weerlegd. Ohno’s voorspelling dat voor elk gen er 10 pseudogenen zouden moeten bestaan werd ook weerlegd. Sterker nog, vele genen die als pseudogenen te boek staan hebben een regulatiefunctie als non-coding RNA.

(…)

Peter

Peter B

ENCODE beweerde aan dat 80% van het genoom een of ander biochemische interactie aangaat. Dat definieerden zij als functioneel, en dat was (…) [onjuist (red.)]. Nu hebben ze over ‘functioneel’ nagedacht en die 80% ingeslikt, zie het artikel van Kellis in PNAS (waar trouwens 75% staat). Of Ohno iets voorspelde weet ik niet, maar junk-DNA was geen voorspelling maar een inferentie op grond van de grote verschillen in genoomgrootte. Pseudogenen zijn geen regulatiegenen. Sterker nog, als ze afgeschreven worden interfereren ze met genregulatie, omdat ze o.a. microRNA’s afvangen voordat die bij hun doel mRNA komen. Geen regulatie, maar ruis.

Reply
peter b

Peter,

(…) De officiële Encode data van 2012, nadat ze een hanvol cellen en weefsels hadden bestudeerd, toonden voor meer dan 80% van het genoom een of andere biochemische interactie. Interactie is hoe biomolecuelen met elkaar communiceren (en dat is functie).

“These data enabled us to assign biochemical functions for 80% of the genome, in particular outside of the well-studied protein-coding regions.”

Je bent het kennelijk niet eens met de ENCODE definitie voor functioneel. Dan hanteer je (…) de definitie van Dan Graur, waarbij functie gelijk wordt gesteld met evolutionaire conservatie en selectie. Je mist dan wel, zoals gezegd, alle functionele sequenties die uniek zijn, redundant zijn en geen meetbare functie hebben in knock-out experimenten. Je mist alle mechanismen die tot variatie en adaptatie en speciatie leiden (want die kun je niet meten in selectie-experimenten). Door deze selectie aan te leggen mis je een enorm interessant stuk biologie. (…)

Peter: “Pseudogenen zijn geen regulatiegenen. Sterker nog, als ze afgeschreven worden interfereren ze met genregulatie, omdat ze o.a. microRNA’s afvangen voordat die bij hun doel mRNA komen. Geen regulatie, maar ruis.”

Het wegtitreren van microRNAs en degradatie daarna van het pseuodogen-RNA complex is wel degelijk regulatie, want hiermee kan de hoeveelheid en daarmee activiteit van de microRNAs wordt beinvloed. Je kunt de expressie van genen en genproduction op vele verschillende manieren reguleren… op transcriptie en post-transcriptie niveau. Het wegtitreren van microRNAs is post-transcriptionele regulatie. Hoe minder er zijn (dwz hoe meer er gebonden worden door de pseudogen-producten) des te stabieler de mRNAs die ze reguleren. Het genoom is een RNA computer met eiwitoutput.

peter b

Hier ben ik, net als alle andere echte biowetenschappers, heel blij mee. Het is vrijwel zeker dat ze enorme ontdekkingen zullen doen, omdat ze de darwinistische junk DNA mythe niet volgen. Deze mythe is de grootste science stopper van deze eeuw gebleken. Mijn eigen onderzoek toont dat het junk DNA, en dan met name de redundante repeteerelementen waarvan er honderduizenden in het genoom aanwezig zijn, geen junk DNA is, maar triplex DNA via Hoogsteen-baseparing induceren waardoor de chromosomomen kunnen condenseren. Good riddance junk DNA. Nu nog Darwinisme uit het onderwijs verbannen, want dat is de echte boosdoener en tegenstrever van echte science. Let wel: zonder Darwinisme hadden we het junk DNA concept nooit gehad.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

 tekens over